Принцип работы двухконтурных газовых котлов

Нормы и требования

Далее вы узнаете о рекомендациях и правилах, прописанных в некоторых специальных документах, например, СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы», а также СниП II-35-76 «Котельные установки», Правила проектирования автономных систем теплоснабжения СП-41-104-2000.

Здесь находится докладная информация о том, что разрешается и что запрещено делать во время инсталляции газовых систем. Главными условиями по монтажу котлов являются:

Размеры помещения предназначенного для монтажа должны превышать 4 м2, а высота потолков более 2,5 м;
Ширина дверей более 80 см;
Требуется наличие окна, с параметрами 0,15 м2 на каждые 5 м2 помещения;
Также должна быть хорошая вентиляционная система для непрерывного обеспечения горючести. Требуется разъем величиной с расчетом 8 см2 на 1 кВт мощности системы;
Радиус дымопровода выбирают в соотношении к мощности установки. В основном для обогрева зданий пользуются газовыми котлами с мощностью 30-40 кВт, с дымоходами 13 см и 17 см в диаметре;
Верх дымохода необходимо установить так, чтобы он возвышался над коньком на 0,5 м. Выводящий край коаксиального дымохода, нужно размещать с выступом от воздухозаборного более чем на 0,2 м;
Магистраль газопровода требуется только с труб, сделанных из метала. Другие трубы можно брать для соединения магистрали и самого котла;
Также на котел требуется поставить специальное устройство, которое обеспечит температурную и токовую безопасность;
В помещении, которое предназначено для монтажа, устанавливается газоанализатор;
Категорически запрещается монтаж котлов в подвальных помещениях, исключение становят только частные постройки. В многоэтажках монтаж выполняется только на кухне, а также в помещениях, оборудованных под котельную;
На всех котлах требуется установить газовые счетчики;
К комнате с котлом требуется подвести трубу с водой;
Перед проведением монтажных работ, в комнате обязательно выравнивается и штукатурятся все поверхности;
Запрещается устанавливать газовые котлы на легковоспламеняющиеся поверхности, а также в зданиях общежитий, на балконах и там, где отсутствуют оконные рамы;
Устанавливать котел требуется более чем на 15 см от стены и 20 см от потолка, с обязательным наличием панели теплоизоляции. Котел должен находиться на высоте более 90 см от пола.

Необходимые согласования для разрешения на установку

Следуя таким несложным требованиям можно без труда получить необходимые разрешения на монтаж газового котла. Хотя, желательно поподробнее изучить СНиП, поскольку это общие требования, и они могут меняться в зависимости от определенных случаев.

Конечно же, кроме следования СНиПам, часто возникают и другие заботы, связанные с монтажом котлов двухконтурного типа. Часто приходится тратить много времени на различные разрешения по установке. Чтобы получить их, требуется:
Для присоединения дома к общему газоснабжению, требуется получить техусловия на присоединение. С этой целью требуется составить заявление, в котором требуется отметить предположительное количество используемого газа. Обработка заявления займет до двух недель, и в результате вы получите необходимые техусловия по установке.
Следующим этапом становится создание проекта по снабжению помещения газом. Он включает в себя схему монтажа котла, проведение газового провода и точки соединения. В зданиях частного типа, также требуется план размещения газовых коммуникаций на территории. Этой работой занимаются специалисты с инженерным образованием с лицензия на создание проектов такого типа. Связаться с организациями, занимающимися проектированием, можно без проблем через городское управление газоснабжения.
Уже разработанный проект отправляют в управление Горгаза. На длительность утверждения проекта влияет сложность, и на это может уйти около трех месяцев. Также, кроме самого проекта, требуется наличие и других данных:

Технический паспорт котла;
Инструкция пользователя;
Документ, подтверждающий соответствие всем требованиям;
Заключение эксперта на соответствие газового котла нужным требованиям.

Перечисленные документы вам должны предоставить во время приобретения котла.

Бывает, что проект не принимают. Если это случилось, то вам предоставят соответственные документы, в которых будут указаны причины отклонения и перечень требуемых исправлений в проекте. Выполнив все указания, можно снова подавать заявление.

Устройство двухконтурного газового котла

Как выбрать и использовать грязевик для отопления

Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.

Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:

Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.

Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.

В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.

В некоторых моделях газовых двухконтурных котлов используются сдвоенные теплообменники. Но принцип работы остается практически тем же самым.

Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.

Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.

Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.

Виды газовых горелок

Кран маевского: принцип работы, технические характеристики, как установить и спустить воздух из радиатора

Двухконтурные котлы настенного типа выпускают с открытым типом газовой горелки и с закрытым. Открытая газовая горелка в котле требует подачу необходимого количества воздуха для сгорания газа из помещения, где установлен газовый котел. Например, привычная схема типовой газовой колонки для нагрева воды.

Устройство с закрытой горелкой имеет изолированное пространство для сгорания газа от помещения. Забор воздуха для процесса горения производится снаружи здания. Чаще всего такие устройства подключены с помощью коаксиального дымохода, выходящего на наружную стену здания. Состоит он из двух труб, расположенных одна в одной. Через внешнюю трубу забирается воздух для горения, а через внутреннюю трубу удаляются продукты сгорания.

Возможно подключение с выбросом продуктов сгорания в предусмотренный дымоход здания и забор воздуха с боковым подводом трубопровода. Котлы с закрытой горелкой называют турбированными, так как они имеют встроенный электрический нагнетатель воздуха турбинного типа. Преимущество таких газовых приборов заключается в безопасности эксплуатации. Их работа не требует постоянного контроля подачи воздуха, проветривания помещения, исключено попадание продуктов сгорания в квартиру или дом. За счет избыточной тяги происходит более эффективное сгорание и более быстрый прогрев воды.

Устройство настенного газового котла.

Двухконтурные газовые приборы могут подключаться в бойлерном режиме. Такой режим работы подразумевает нагрев воды и последующее ее накопление в бойлере, а из него вода уже поступает в точки водозабора.

Конденсационные газовые нагревательные приборы отличаются тем, что их конструкция позволяет конденсироваться водяному пару, содержащемуся в продуктах сгорания газа. При процессе конденсации происходит выделение дополнительного тепла, которое используется или для контура отопления, или для контура ГВС. Схема может включать образование конденсата на первичном теплообменнике специальной формы или на дополнительным устройстве, которое расположено над первичным теплообменником.

Все газовые котлы двухконтурного типа обязательно включают в себя блок автоматики и контрольных датчиков для правильной и безопасной работы. Автоматика отслеживает заданные параметры нагрева воды в контурах, может совместно использоваться с выносными датчиками температуры воздуха в помещении. Датчики тяги, контроль аварийного отключения газоснабжения позволяют эксплуатировать котел наиболее безопасным способом.

Для долговременного использования газового прибора следует произвести грамотную установку, включающую в себя расчет мощности, монтаж в соответствии с нормами безопасности, качественно выполненные пусконаладочные операции.

Работа по монтажу газового оборудования должна производиться только специальными газовыми службами, имеющими сертификат на ее выполнение.

Принцип работы котла с проточными нагревателем

Кессон для скважины на воду: виды и способы изготовления своими руками

В данном случае имеется в виду пластинчатый теплообменник, хотя и битермическая конструкция является проточной. Пластинчатый теплообменник обладает высокой эффективностью, но относительно малой производительностью.

Принцип его работы заключается в пропускании двух потоков в перпендикулярном направлении между пачкой из металлических пластин, соединенных таким образом, что потоки не смешиваются. Большая площадь пластин обеспечивает высокую эффективность теплопередачи, что позволяет готовить горячую воду в проточном режиме, т.е. на ходу.

При небольших размерах это устройство поднимает температуру холодной воды до 50° и выше, на что способно только высокоэффективное устройство.

На выходе из первичного теплообменника горячий теплоноситель пропускается через вторичный теплообменник. Одновременно через него походит поток воды, который получает заданную температуру и поступает на приборы водоразбора.

ВАЖНО!
Единственными недостатками таких устройств являются нестабильность режима нагрева, который зависит о скорости прохождения воды, и необходимость периодической очистки от известковых отложений.

Особенности и типы выпускаемых котлов

Двухконтурный газовый котел является прибором, который нагревает до заданных значений теплоноситель в системе отопления и может приготавливать горячую воду для сантехнических нужд. Использование такого котла позволяет обойтись без дополнительного оборудования для приготовления горячей воды, такого как газовая колонка, накопительные и проточные электрические нагреватели. Принцип работы двухконтурного газового котла основан на процессах и способах передачи тепловой энергии сгорания газа контурам отопления и горячего водоснабжения.

Подключение двухконтурного газового котла к схеме обвязки .

Двухконтурные котлы настенного типа выпускаются в большом технологическом ассортименте. Основные виды выпускаемых двухконтурных котлов:

с открытой газовой горелкой;
с закрытой газовой горелкой, турбированные;
имеющие два отдельных контура нагрева для отопительной системы и горячей воды;
комбинированного типа;
конденсационные.

Виды котельного оборудования

Современная котельная техника представлена в большом ассортименте. Она не только имеет различных производителей, но и существенные конструктивные и функциональные отличия. Если рассматривать газовые аппараты, то они бывают

Причем каждый из видов содержит различные модели. В зависимости от конструктивных особенностей они могут быть:

Если первые применяются исключительно для отопления помещений, то функционал у вторых позволяет осуществлять приготовление горячей воды в необходимом количестве. Причем данная способность ни в коей мере не отражается на обогреве помещения.

Особенности выбора трубы дымохода

Когда вы приобретаете котел с открытой системой сгорания, то обязательно должны обратить внимание на трубу дымохода. Нужно чтобы она соответствовала таким пунктам:

Материал, из которого сделана труба, обладает повышенной стойкостью к кислотным условиям;
Дымоход должен возвышаться над коньком крыши;
В системе дымохода требуется наличие установленного люка для возможности чистки системы;
В строении дымохода допускается наличие максимум 3 колен;
Элементы дымохода должны быть не больше 0,25 метра.

На фото: дымоход газового котла

Таким же способом ставится и напольный котел. Но для установки такого вида котла нужно специально оборудовать котельную с поверхностями, отделанными огнеупорными материалами. А монтажные работы проводятся не с закреплением котла на стене, а вмонтированием в пол.

Закончив выполнение работ, нужно только ждать соединения котла с газоносной трубой и начало работы. Этим должен заниматься профессионал из газовой службы. Нужно также заметить, что выполнение монтажных работ, очень сложный процесс, к тому же может быть довольно опасным. Поэтому если вы, никогда не занимались такой работой, то лучше предоставьте это специалистам. За выполнение подобных работ придется неплохо заплатить, но зато вы будете уверены в качестве установки и сможете не волноваться о безопасности жилища.

Как устроены газовые котлы

Основные узлы газового котла

Принципиальная схема устройства газового котла отопления, практически, идентичная для большинства модификаций. Это значит, что главные блоки, из которых собираются котлы и принцип работы газового котла отопления у них одинаковые:

Газогорелочное устройство, выполнено в виде перфорированной прямоугольной конструкции. Внутри которой расположена форсунка. Через нее поступает газовое топливо для сжигания в топочной камере. Эффективность горения обеспечивается благодаря равномерному распределению топлива по всей поверхности горения.
Теплообменный аппарат – стальной короб с развитой трубной поверхностью нагрева. При сгорании газа, выделяющееся тепло нагревает стенки теплообменника, по внутреннему контуру которого протекает греющий теплоноситель. От соприкосновения с горячими поверхностями, бойлер нагревает воду, которая позже отдает свое тепло в отопительной системе. В одноконтурных котлах размещен один теплообменный аппарат, для контура отопления. В двухконтурном — два, в том числе теплообменник ГВС.
Циркуляционный насос служит для принудительного движения греющей воды в контуре отопления. Устройство присутствует только в моделях котлов с принудительной циркуляцией.
Расширительный бачок — защитное устройство, сбрасывающее лишний теплоноситель, который образуется во время нагрева контура отопления.
Дымоходы и комплектующие. Требования к дымоходам для газовых котлов определены правилами СНИП. В котлах атмосферного открытого типа, они подключаются к дымоходам, работающим с естественной тягой.

Наличие вспомогательных узлов в котле, отличает его от газовой колонки. Устройство напольного газового котла отличается от настенного, более мощными габаритами и весом, в связи с тем, что в их конструкцию обычно входит накопительная емкость для горячей воды.

Блок автоматики управления и защиты, предназначен для регулирования режимами котла в зависимости от температуры внутреннего/наружного воздуха и защиты агрегата, при создании аварийных ситуаций.

Например, высокое давление газа или теплоносителя, отрыв газового факела, утечка воды, высокая температура греющего контура отопления или ГВС. Ее работа основывается на использовании первичных датчиков — термопары газового котла и работы трехходового клапана.

Двухконтурный котел

Двухконтурный газовый агрегат отличается от одноконтурного котла тем, в его конструкции размещен не один теплообменник для отопления, а два — первичный и вторичный.

Принцип действия двухконтурного котла

Первый размещен непосредственно в зоне сгорания газа. Его цель состоит в подогреве отопительного теплоносителя. Вторичный выполняет работу по нагреву горячей воды.

Необходимо обозначить, что функционировать синхронно в 2-х режимах двухконтурный газовый котел не имеет возможности. Это объясняет присутствие в его системе трехходового клапана, который при открытии крана горячей воды на смесителе отправляет теплоноситель в контур ГВС.

Устройство газовой горелки для котла

Горелочное устройство газового котлоагрегата классифицируется по следующим типам:

Одноуровневая, способна работать только в двух вариантах — Стоп/Пуск. Несмотря на низкую рентабельность и пониженный ресурс использования, обладают популярностью из-за несложной конструкции и низкой цены.
Двухуровневая, обеспечивает работу котла на двух режимах — 50/100 %. Ее достоинства ощущаются в переходной отопительный период, поскольку для обогрева жилья нет нужды использовать устройство на всю мощность.
Модулируемая — умная система регулировки режимами котлоагрегата, которая способна самостоятельно выполнять настройку работы в диапазоне 20-100 %. Такая система обеспечивает эффективную и продолжительную работу котла. При этом его цена на порядок выше обычных отопительных аналогов с одно и двухуровневыми горелочными устройствами.

Кроме того горелки подразделяются на установки открытого и закрытого типа. При первом варианте воздух, нужный для процесса горения газа, прибывает непосредственно из комнаты, в которой располагается котлоагрегат. Воздух для закрытой топки поступает через коаксиальный дымоход с применением вентилятора для его забора из атмосферы.

Преимущества и недостатки турбированных котлов

Двухконтурные турбированные котлы характеризуются строго противоположно. Их плюсы:

можно устанавливать в любом помещении;
абсолютно безопасны;
дым может отводиться в любом направлении.

Минусы:

высокая стоимость;
не могут работать без электричества.

Модель турбированного газового котла.

Газовые котлы отопления бывают напольными и настенными. Что такое настенный котел, представляет себе большинство покупателей: такие котлы часто можно видеть в городских квартирах, в которых имеется автономное отопление и ГВС. Агрегаты такого типа имеют компактные размеры и небольшой вес, но ограничены в мощности и производительности по горячей воде. Напольные котлы приходится устанавливать в более просторном или даже отдельном помещении, зато эти агрегаты обладают большой мощностью и, соответственно, производительностью по ГВС. Напольный котел обладает еще одним важным достоинством: поскольку его вес, в отличие от настенного, ничем не ограничен, производители оснащают его чугунным теплообменником, который является более качественным и надежным в сравнении со стальным.

Кроме всего перечисленного, напольные котлы могут отличаться типом горелки. Самыми дешевыми являются горелки атмосферного типа, но они не могут похвастаться высоким КПД, имеют относительно небольшую мощность и слишком шумно работают. Всех этих недостатков лишены дорогостоящие наддувные горелки.

Принцип работы котла: часть 2

Но на этом все не заканчивается. После включения котел начинает работать по нарастающей. Сначала на минимальной мощности, а со временем доходит до своего максимума. Когда котел газовый настенный двухконтурный нагревает на каком-то этапе носитель до заданной температуры, то агрегат переходит в режим модуляции. Если же при первом включении мощность превышает допустимую, микропроцессор посылает сигнал отключить горелку. Повторное включение осуществляется через три минуты. Камера сгорания металлическая и имеет специальную термостойкую обмотку. Над ней находится теплообменник, под ней горелка. Последняя зажигается ровно в тот момент, когда падает температура носителя в системе и нужно нагреть воду. Вместе с ней включается в работу и циркуляционный насос, призванный гонять воду по замкнутой системе. При достижении заданной температуры котел газовый настенный двухконтурный переходит в режим ожидания. В некоторых моделях горелка горит, но на минимуме, в других же тухнет и загорается при подаче газа.

Конструкция двухконтурного прибора

Устройство двухконтурного газового котла (рис. 4) заключается в трех основных узлах, которые есть во всех видах прибора:

Также неизменной частью газового отопительного агрегата является корпус со слоем теплоизоляции.

Рис. 4 Конструкция двухконтурного газового котла

Газовая горелка – это конструкция с перфорацией вдоль всего корпуса, а внутри находятся форсунки. Форсунки подают и распределяют газ, для равномерного пламени. Горелка может быть нескольких видов:

Одноступенчатая – эта горелка устроена, так что ее нельзя регулировать, она работает в одном режиме;
Двухступенчатая – это устройство имеет 2 позиции регулировки мощности;
Модулированная – мощность такой горелки можно регулировать, за счет этого котлы экономнее расходуют топливо.

Теплообменник. В двухконтурных газовых приборах есть 2 теплообменника:

Первичный – в нем нагревается теплоноситель для отопительного контура. Изготавливается из стали или чугуна;
Вторичный – это теплообменник, в котором нагревается вода для контура горячего водоснабжения. На него обычно влияет температура несколько меньше чем на первичный, поэтому он может быть изготовленным из таких материалов как медь, нержавеющая сталь и т.д.

Рис. 5 Первичный теплообменник для двухконтурного газового прибора

Автоматика – это узел, который управляет работой газового устройства. Он включает электронную схему и систему датчиков. Датчики подают показания работы двухконтурного котла в электронную схему, которая задает режим функционирования либо же отключает прибор.

Циркуляционный насос – это устройство нужно для системы отопления с принудительной циркуляцией. Это комплектующая деталь для энергозависимой системы. Такой насос обеспечивает нужный показатель давления.

Система отведения продуктов горения может быть с:

естественной тягой. В этом случае продукты горения выводятся в дымоходную трубу, которая должна возвышаться над крышей минимум на 1 метр;
принудительной тягой. Котлы с такой системой имеют в конструкции вентилятор для вывода продуктов горения в коаксиальный дымоход (труба в трубе). Такие котлы называют турбированными.

Расширительный бак. Когда теплоноситель нагревается до высокой температуры, то он расширяется, и его излишки временно попадают в расширительный бак. Объем бака может быть разным, это зависит от объема теплоносителя в системе и мощности котла.

Камера сгорания выглядит как емкость из металла с теплоизоляцией. Именно над ней находится первичный теплообменник, а на ее дне расположена горелка. Камера сгорания газового устройства может быть:

Газовый двухконтурный прибор с открытой камерой – это устройство, которое может быть энергонезависимым, так как воздух для горения он берет прямо из помещения, в котором установлен. Рекомендуется устанавливать такие агрегаты в отдельно отведенных помещениях – котельных. Они должны быть устроены по всем правилам, а именно иметь хорошую вентиляцию и окно. Если двухконтурному котлу с открытой камерой горения не хватает воздуха, он будет выделять углекислый газ.

Газовый двухконтурный прибор с закрытой камерой – это устройство, которое воздух для горения берет с улицы через коаксиальный дымоход. Принцип коаксиальной системы отведения газов заключается в ее особенной конструкции – «труба в трубе» (рис. 6). То есть труба с меньшим диаметром находится в трубе большего диаметра. Через маленькую трубу выходят продукты горения, а через большую происходит забор воздуха в газовый котел. Преимуществом коаксиального дымохода является то, что его можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально.

Рис. 6 Труба для коаксиального дымохода (труба в трубе)